دانلود تحقیق فرآیندهای جوشکاری «مقاومتی»

فرآیندهای جوشکاری «مقاومتی»                 Resistance    Welding                    

مقدمه و کلیات : فرآیندهای جوشکاری مقاومتی با فرآیندهای قبلی تفاوت کلی دارد .اتصال دو سطح توسط حرارت و فشار توأماً انجام می گیرد .فلزات به دلیل مقاومت الکتریکی در اثر عبور جریان الکتریکی گرم شده و حتی به حالت مذاب نیز می رسند که طبق قانون ژول حرارت حاصل با رابطه زیر تعیین می شود .Q=KRI2t                    

=I         شدت جریان( آمپر) ، R مقاومت( اهم)، t زمان( ثانیه) وQ ،حرارت (ژول).

فرآیندهای قوس الکتریکی حرارت در روی کار بوسیله هدایت و تشعشع توزیع می شود اما در فرآیندهای جوشکاری مقاومتی حرارت در عرض داخلی و سطح مشترک دو ورق در موضع اتصال در اثر عبور جریان الکتریکی تولید و منتشر  می شود .

جریان الکتریکی مذکور از طریق الکترودها و تماس آنها به سطح کار منتقل و یا از طریق ایجاد حوزه مغناطیسی احاطه شده در اطراف کا به قطعه القاء می شود .

هر چند هر دو روش بر اساس حرارت مقاومتی پایه گذاری شده است اما معمولاً نوع اول فرآیند جوشکاری مقاومتی و دومی به فرآیند جوشکاری القائی نیز مرسوم شده است .

فاکتورهای شدت جریان و زمان از طریق دستگاه جوش قابل کنترل هستند ، اما مقاومت الکتریکی به عوامل مختلف بستگی دارد از جمله : جنس و ضخامت قطعه کار ، فشار بین الکترودها ، اندازه و فرم و جنس الکترودها و چگونگی سطح کار یعنی صافی و تمیزی آن .

مقاومت 3 مقاومت تماس بین دو ورق مهمترین قسمت است.

فلزات دارای مقاومت الکتریکی کم بوده بالنتیجه مقاومتهای 1و3و5 اهمیت بیشتری پیدا           می کنند .

مقاومتهای 2و4 بستگی به ضریب مقاومت الکتریکی و درجه حرارت قطعه کار دارد .مقاومتهای 1 و 5 ناخواسته بوده و باید حتی المقدور آنرا کاهش داد .

تمیزی سطح کار و الکترود و نیروی فشاری وارد بر الکترود عوامل تقلیل دهنده این مقاومتها (1و5) می باشند .

از نظر اقتصادی لازم است که فاکتور زمان حتی المقدور کاهش یابد .

که در نتیجه جریان الکتریکی لحظه ای بالا در حدود 10000 – 3000 آمپر با ولتاژ 10 – 5/0 ولت مورد نیاز است .

انواع مختلف روش های جوشکاری مقاومتی به روش ایجاد مقاومت موضعی بالا و تمرکز حرارت در نقطه مورد نظر ارتباط دارد ، ولی به هر حال تماس فیزیکی بین الکترودهای ناقل جریان الکتریکی و قسمت هایی که باید متصل شوند نیز مورد نیاز است .

بطور کلی فرآیندهای جوشکاری مقاومتی یکی از بهترین روش ها برای اتصالات سری است .

دستگاههای جوشکاری مقاومتی شامل دو واحد کلی است : واحد الکتریکی (حرارتی) واحد فشاری(مکانیکی) .

اولی باعث بالا بردن درجه حرارت موضع مورد جوش و دومی سبب ایجاد فشار لازم برای اتصال دو قطعه لب رویهم در محل جوش است .

منبع معمولی تأمین انرژی الکتریکی ، جریان متناوب 220 یا250 ولت است که برای پائین آوردن ولتاژ و افزایش شدت جریان (به مقدار مورد لزوم برای جوشکاری مقاومتی) از ترانسفورماتور استفاده می شود .که سیم پیچ اولیه با سیم نازکتر و دور بیشتر و ثانویه با سیم کلفتر و دور کمتر (اغلب یک دور ) به الکترودها متصل است .

جریان الکتریکی از طریق دو الکترود (فک ها) به قطعه کار و موضع جوش هدایت می شود که معمولاً الکترود پائین ثابت و بالایی متحرک است .الکترود همانند گیره یا فک ها دو قطعه را دروضعیت لازم گرفته و جریان الکتریکی برای لحظه معین عبور می کند که سبب ایجاد حرارت موضعی زیر دو الکترود در سطح مشترک دو ورق می شود.

جریان الکتریکی در سطح تماس باعث ذوب منطقه کوچکی از دو سطح شده و پس از قطع جریان و اعمال فشار معین و انجماد آن ، دو قطعه به یکدیگر متصل می شوند .

الکترود در فرآیند های مختلف مقاومتی می تواند به اشکال گوناگونی باشد که دارای چندین نقش است از جمله : هدایت جریان الکتریکی به موضع اتصال ، نگهداری ورقها بر رویهم و ایجاد فشار لازم در موضع مورد نظر و تمرکز سریع حرارت در موضع اتصال الکترود باید دارای قابلیت هدایت الکتریکی و حرارتی بالا و مقاومت «اتصالی» یا تماسی (contact     resistance)  کم و استحکام و سختی خوب باشد ،علاوه بر آن این خواص را تحت فشار و درجه حرارت نسبتاً بالا ضمن کار نیز حفظ کند .ازاین جهت الکترود ها را از مواد آلیاژی مخصوص تهیه می کنند که تحت مشخصه یا کد RWMA به دو گروه A آلیاژهای مس و B فلزات دیر گدار تقسیم بندی می شوند ، در جدول (1001) و (1101) مشخصات این دو گروه درج شده است .

مهمترین آلیاژهای الکترود مس کرم ، مس کادمیم ، و یا برلیم کبالت  مس می باشد .این آلیاژها دارای سختی بالا و نقطه انیل شدن بالائی هستند تا در درجه حرارت بالا پس از مدتی نرم نشوند ، چون تغییر فرم آنها سبب تغییر سطح مشترک الکترود با کار می شود که ایجاد اشکالاتی می کند که در دنباله این بخش اشاره خواهد شد .

همانطور که قبلاً اشاره شد قسمت هائی که قرار است بیکدیگر متصل شوند باید کاملاً برروی یکدیگر قرار داشته و در تماس با الکترود باشند تا مقاومتهای الکتریکی «تماسی» R1  وR5 کاهش یابد .

مقاومت الکتریکی بالا بین نوک یا لبه الکترود و سطح کار سبب بالا رفتن درجه حرارت در محل تماس می شود که اولاً مرغوبیت جوش را کاهش می دهد (جوش مقاومتی ایدآل جوشی است که علاوه بر استحکام کافی علامتی در سطح آن ملاحظه نشود ) .

ثانیاً مقداری از انرژی تلف می شود .

روشهای مختلفی برای اعمال فشار پیش بینی شده است که دو سیستم آن معمولتر است :

الف : سیستم مکانیکی همراه با پدال ، فنر و چند اهرم

ب : سیستم هوای فشرده با دریچه های اتوماتیک مخصوص که در زمان های معینی هوای فشرده وارد سیستم می شود .

این فشار و زمان قابل تنظیم و کنترل است .

در سیستم اول به علت استفاده از نیروی کارگر ممکن است فشار وارده غیر یکنواخت و در بعضی موارد که دقت زیادی لازم است مناسب نباشد، اما در مقابل ارزان و ساده است .در سیستم هوای فشرده همانطور که اشاره شد دقت و کنترل میزان فشار و زمان اعمال فشار بمراتب بیشتر است .

این فرآیند جوشکاری برای اتصال فلزات مختلف بکار گرفته می شود و سؤالی که مطرح جدول (1001) بعضی مشخصات گروه B  از الکترود های فرآیند جوشکاری مقاومتی خواهد شد اینست که چگونه خواص فیزیکی این فلزات ممکن است بر روی خواص جوش یا موضع اتصال تأثیر بگذارد ؟

کلاس

10

11

12

13

14

سختی راکول

B

B

B

96             B

85              B

 

هدایت الکتریکی %IACS

            35

                 28

                 27

                  30

                   30

استحکام فشاریPSi

135000

160000

170000

200000

00000

 

 

همین طور که اشاره شد حرارت برای بالا بردن درجه حرارت موضع اتصال توسط عبور جریان الکتریکی و مقاومت الکتریکی بوجود می آید و یا با بیان دیگر مقاومت الکتریکی بزرگتر در زمان و شدت جریان معین تولید حرارت بالاتری می کند و برعکس.

مقاومت الکتریکی یک هادی بستگی مستقیم به طول و نسبت معکوس به سطح مقطع دارد.

البته جنس هادی هم که میزان ضریب مقاومت الکتریکی است خالی از اهمیت نیست ، (قانون اهم R=PI/S) .

بنابراین خصوصیت جوشکاری مقاومتی با تغییر ضخامت ورق ، تغییر مقطع تماس الکترود با قطعه و جنس قطعه تغییر می کند .

با توجه به این توضیحات جوشکاری مقاومتی بر روی ورق آلومینیمی(با ضخامت و مقطع تماس الکترود ثابت) در مقایسه با ورق فولاد زنگ نزن به شدت جریان بیشتری نیاز است (87/2=9/19P= 70stainless  steel      P= ).

میکرواهم سانتیمتر ).

(Mild steel Ap) البته چگونگی حالتهای تماس الکترود با قطعات و تماس خود قطعات عوامل دیگر هستند که فشار الکترود ها و ناخالصی ها در بین سطوح می توانند بر روی این مقاومت ها مؤثر باشند .اثر فشار در موضع اتصال بر روی مقاومت الکتریکی تماس  در سه حالت تمیزی می باشد.

فاکتور فیزیکی مهم دیگر هدایت حرارتی قطعات مورد جوش می باشد که با ضریب هدایت حرارتی مشخص می شود .جالب توجه اینکه فلزات با هدایت الکتریکی خوب دارای هدایت حرارتی بالا هم می باشند .

بنابراین در جوشکاری مقاومتی این گونه فلزات یا آلیاژ ها به شدت جریان بالاتر و زمان عمل کوتاهتر نیاز دارند ، چون حرارت به اطراف هدایت شده و اگر تمرکز و شدت حرارت لازم در موضع اتصال نباشد جوشی انجام نخواهد گرفت .

در مورد فولاد معمولی نیازی به شدت جریان بالا و زمان کوتاه نیست ، اما در بعضی موارد (فولادهای خاص سختی پذیر) زمان جوشکاری زیاد احتمال جدایش رسوب کاربید(Carbide   Precipitation) را افزایش می دهد بنابراین در این حالت ها نیز باید زمان عملیات جوشکاری کوتاه تنظیم شود .

خواص فیزیکی دیگر قطعه کار که در این فرآیند خالی از اهمیت نیست : گرمای ویژه و ضریب انبساط حرارتی است .

اولی برای محاسبه حرارت مورد نیاز برای ذوب موضع جوش و دومی از نظر تنش های باقیمانده ، پیچیدگی و احتمال ایجاد ترکیدگی قابل ملاحظه است (گاهی اوقات عملیات حرارتی پس از جوشکاری لازم ا ست تا پیچیدگی کاهش یابد ) .

 

با توجه به نکات فوق می توان :

الف : فولادهای معمولی را بدون مشکل خاصی جوش مقاومتی داد.

ب : فولادهای سختی پذیر (Hardenab   Steel) ،چون در الکترود سیستم آبگرد وجود دارد محل جوش و احیاناً اطراف آن سریع سرد شده و ترد و شکننده     می شود و گاه لازم است عملیات حرارتی انیل کردن برروی آنها انجام شود .

ج : فولادهای زنگ نزن (Stainless   Steel) ، فولادهای فریتی و مارتنزیتی کمتر با این روش جوش داده می شود .

اما فولادهای آوستینی پایدار و ناپایدار را به راحتی می توان از طریق جوش مقاومتی اتصال داد ، به ویژه اینکه هدایت حرارتی و الکتریکی کمتری نسبت به فولادهای معمولی دارند و باید سیکل جوش را در زمان کوتاهتر انجام داد .

البته از نظر مقاومت خوردگی محل جوش و اطراف آن مسایل مهمی وجود دارد که هنوز هم تحقیقات زیادی را به خود اختصاص داده است .

د : فولادهای پوشش داده شده (Steel  With  Protective Coation) فولادها با مواد مختلف و روشهای گوناگون پوشش داده می شود که اندود قلع ، روی و یا رنگ از آن جمله اند در مورد پوشش انواع رنگ که اغلب هادی جریان الکتریکی نیستند باید حتماً محل جوش از رنگ تمیز شود .

اما فولادهای گالوانیزه شده و پوشش قلع و غیره قابل جوشکاری مقاومتی هستند ، ولی به علت نقطه ذوب پائین این پوشش ها مقداری از آنها در محل و اطراف موضع جوش از بین         می روند و از نظر عمل محافظت ضعیف می شوند و مقداری هم به الکترود          می چسبند که بالنتیجه در مورد تمیز کردن نوک الکترود ها در این مواقع دقت بیشتری لازم است .

البته مخلوط شدن این مواد از قبیل قلع و روی به مذاب جوش سبب تردی جوش نیز می شود که در مواقعی که نیاز به استحکام و انعطاف پذیری معینی باشد باید سطوح تماس دو ورق را تمیز کرد .

گاهی لازم است شرایط فشار و آمپر نیز تغییر کند .

ح : فلزات غیر آهنی ، آلیاژهای آلومینیم ، آلومینیم منیزیم و آلومینیم منگنز قابل جوشکاری مقاومتی هستند مشروط بر آنکه سطح اکسیدی محل جوش تمیز شده و ظرفیت دستگاه جوش باندازه کافی باشد .

آلیاژهای آلومینیم  مس ، برنج و برنز برای این نوع جوشکاری مناسب نیستند .

مس به علت هدایت الکتریکی و حرارتی بالا به دستگاه با ظرفیت خیلی بالا و الکترود های سطح سخت و یا تنگستن نیازمند است و معمولاً ورق های ضخامت بالاتر از 6/1 میلیمتر را با روش های دیگر جوشکاری اتصال می دهند.

آلیاژ مونل و آلیاژهایی نیکل شبیه فولادهای زنگ نزن هستند .

فر آیند جوشکاری «مقاومتی نقطه ای» Resistance  Spot   Welding  :

این فر آیند برای اتصال ورق های لب رویهم Lap یا سیم به ورق و یا سیم بر روی سیم بکاربرده شده و یکی از فرآیندهای مقاومتی می باشد که اتصال در اثر ذوب موضعی بوسیله تمرکز جریان الکتریکی بین الکترودهای استوانه ای انجام می شود ، این فرآیند به طور وسیعی در صنایع لوازم خانگی ، اتومبیل سازی و غیره بکار می رود.

همانطورکه در مقدمه و کلیات توضیح داده شد قطعه کار بین الکترودها تحت فشار قرار گرفته و جریان از طریق ترانسفورماتور و بازوها به الکترود ها و سپس قطعه کار عبور می کند .

جوش به صورت دکمه یا دیسک هایی بین دو لایه ورق لب رویهم بوجود می آید  .

الکترود و اندازه دکمه جوش : تمرکز جریان الکتریکی به وسیله سطح تماس بین الکترود و کار انجام می شود .استحکام برشی‍“دکمه جوش” (nugget)  باید به اندازه ای باشد که اگر تحت تنش قرار گرفت شکست در منطقه اطراف دکمه در ورق ایجاد شود .

قطر الکترود و ضخامت ورق نیز باید به تناسب انتخاب شوند ، در عمل بین قطر الکترود ، ضخامت ورق و پارامترهای دیگر کار روابطی وجود دارد که با کمک جداول راهنما مشخص و به کار می برند : جداول (1201 و 1301 و 1401) قطر دکمه جوش معمولاً نزدیک به قطر الکترود است .

باید در نظر داشت که بعلت پیچیدگی در اطراف جوش ، تنش اعمال شده بر روی جوش (تحت نیرو) کاملاً تنش برشی نیست و در این حالت نرمی و انعطاف پذیری ورق بر روی خواص جوش اثر دارد .

معیار مفید از نرمی و انعطاف پذیری جوش نسبت استحکام کششی عرضی و استحکام برشی آن        می باشد که برای ماگزیمم نرمی این مقدار 1 و برای حالت تردی حدود صفر است .

این نکته در مورد جوشکاری فلزات حساس در مقابل سخت شدن (quench  hardening)  حائز اهمیت است .

همانطور که قبلاً اشاره شد سطح تماس بین الکترود و قطعه کار اهمیت زیادی دارند .

معمولاً الکترود را به صورت یک میله استوانه ای با قطر مورد دلخواه نمی سازند ، بلکه آن را بزرگتر ساخته و نوک آنرا با زاویه 30 درجه به صورت مخروطی می تراشند ، که نوک آن بنابر موقعیت کار به شکل ها و طرح های مختلف ساخته شده  و بنابروضعیت و طرح اتصال به بازوهای مختلفی بسته       می شوند .

نیاز به هدایت الکتریکی و حرارتی بالا همراه با خواص استحکامی و مقاومت سایشی خوب در درجه حرارت کار موجب شده تا جنس الکترود و شکل و اندازه آن مورد توجه قرار گرفته و درست انتخاب شود .

افزایش فشار بر روی الکترودها علاوه بر اینکه موجب تماس بهتر دو سطح و پائین آمدن مقاومت الکتریکی تماسی (R5  .

R1) می شود ، گاه باعث شکسته شدن لایه اکسیدی سطحی نیز خواهد شد .

از نظر کلی نیروی فشاری بالاتر روی الکترود مطلوب است ولی در جوشکاری فلزات با مقاومت الکتریکی کم ، نیروی زیاد چندان جالب نخواهد بود زیرا باید مقاومتی در بین دو ورق در موضع جوش وجود داشته باشد تا حرارت لازم ایجاد شود .

از طرف دیگر نیروی زیاد باعث اثر گذاری روی سطح ظاهری ورق در موضع جوش و احتمالاً تغییر فرم الکترود نیز خواهد شد .

نیروی وارده معمولاً برای چند سیکل پس از قطع شدن جریان الکتریکی نگهداشته شده و اندکی نیز افزایش می یابد و سپس رها می شود .

شدت جریان الکتریکی زمان : اثر شدت جریان و زمان را باید تواماً در نظر گرفت .

اندازه دکمه جوش و یا اصولاً ایجاد آن ، به سرعت و شدت حرارت لازم در موضع جوش بستگی دارد .

 مقداری از حرارت از طریق هدایت به الکترودها و اطراف محل اتصال تلف        می شود و اگر تلفات حرارتی زیاد باشد ، حرارت مؤثر حاصل از تفاوت حرارت ایجاد شده و حرارت تلف شده بسیار کم و برای ذوب کافی نخواهد بود و در نتیجه دکمه جوش بوجود نمی آید .

مقداری از حرارت از طریق هدایت به الکترودها و اطراف محل اتصال تلف می شود و اگر تلفات حرارتی زیاد باشد ، حرارت مؤثر حاصل از تفاوت حرارت ایجاد شده و حرارت تلف شده بسیار کم و برای ذوب کافی نخواهد بود و در نتیجه دکمه جوش بوجود نمی آید .

روابط و منحنی هایی بین شدت جریان ، زمان و ضخامت قطعه کار و همچنین جنس قطعه کار با استحکام کششی و برشی جوش وجود دارد .

نمونه ای از آن در مورد فولاد مارتنزیتی زنگ نزن با ضخامت 5/2 میلیمتر می شود .

انتخاب الکترود متناسب با ضخامت ورق از طریق این نوع منحنی انجام می شود ، همچنین به کمک روابطساده ای نیز می توان شدت جریان و زمان مؤثر برای جوش را نیز تعیین کرد ، بعنوان مثال یکی از این نوع روابط تجربی برای فولاد معمولی به صورت زیر است .d = 192 + Ke-t d چگالی جریان الکتریکی (میلیمتر مربع /آمپر) ،K=480 ,e =2/718 عدد ثابت و t ضخامت ورق (میلیمتر) زمان 10 سیکل (جریان متناوب با فرکانس 50 سیکل در ثانیه)فرض شده است .

میزان واقعی شدت جریان مورد نیاز برای هر فلز نسبت معکوس با ضریب مقاومت الکتریکی و هدایت حرارتی آن فلز دارد .

بدین جهت معمولاً قطعات مسی به ویژه هنگامیکه ضخیم باشند با این روش جوش داده نمی شوند .

در این موارد معمولاً از فلزات یا آلیاژهائی با نقطه ذوب پائین در بین ورق ها استفاده می شود که آنرا لحیم کاری سخت مقاومتی Resistance Brazing می نامند .

همانطور که قبلاً اشاره شد نقش تمرکز و شدت دادن به جریان الکتریکی از طریق انتخاب قطر کترود مناسب و میزان فشار و تمیز بودن سطوح ( صیقلی و عاری از هرگونهچربی ، رنگ ، ناخالصی ها و اکسیدها) را نباید نادیده گرفت .

تشکیل دکمه جوش Nugget formation : نکته مهم دیگر رابطه بین عوامل نیرو ، شدت جریان و زمان در چگونگی تشکیل و رشد دکمه جوش است .خصوصیت بارز جوشکاری مقاومتی نقطه ای سرعت ایجاد جوش و شیب گرمایی زیاد موضع جوش است .

همزمان با بکار بردن نیروی الکترود و عبور جریان به صورت لحظه ای (حتی 1 سیکل یا 50/1 ثانیه) و وجود مقاومتهای 1و3و5 درجه حرارت در سطح مشترک ورقو الکترود و ورق ها بالا می رود ، اگر چه مقاومت تماسی به سرعت پائین می آید اما به علت بالا رفتن درجه حرارت در سطح مشترک ورق ها در موضع جوش مقاومت الکتریکی نیز افزایش می یابد ومنجر به ادامه افزایش درجه حرارت می شود .بنابراین اگر فلز دارای ضریب حرارتی مقاومت الکتریکی مثبت نباشد (p=p+*t که p ضریب مقاومت الکتریکی در صفر درجه ،p ضریب مقاومت الکتریکی درt درجه وT درجه حرارت ) عمل جوشکاری مقاومتی امکان پذیر نمی گردد.

ادامه عمل جوشکاری دکمه مذابی در سطح مشترک دو ورق ایجاد می شود که قطر آن ابتدا سریع و بعد آهسته افزایش می یابد تا به حد ماگزیمم که تقریبآ که تقریباً 15 درصد بزرگتر از قطر الکترود است برسد .در جوش نقطه ای اگر نیرو با اندازه الکترود مناسب باشد دکمه مذاب به سلامت بین سطح مشترک ورق ها باقی می ماند .

همزمان با هدایت حرارت به مناطق اطراف در زمانهای بعدی ، الکترود به تدریج در سطح ورق فرو رفته و در اثر تغییر فرم پلاستیکی ، ورق ها نیز شروع به جدا شدن از هم (در اطراف موضع جوش) می کنند .

این پدیده محدودیت در رابطه شدت جریان و زمان را پیش می آورد، چون در این حالت ادامه جریان الکترکی از مذاب دکمه جوش ، موجب ایجاد حالتهای تلاتمی (اغتشاشی) در مذاب شده و منجربه بروز اشکالاتی می شود .

فشار و تغییر فرم پلاستیکی در منطقه اطراف دکمه جوش ایجاد حلقه ای می کند که اگر این حلقه به دلایلی شکسته شود مذاب دکمه جوش می تواند به اطراف نفوذ کرده و جاری شود .

نیروی نامناسب الکترود و سطح مشترک نامطلوب این عمل را تشدید می کنند که اصطلاحاً آنرا انفجار expulsion می نامند و یکی از عیوب در جوش نقطه ای محسوب می شود گاه این عمل در سطح تماس الکترود و کار نیز اتفاق می افتد که بیشتر در مورد فلزات با ضریب مقاومت الکتریکی کم مشاهده شده است .

دستگاه جوش مقاومتی نقطه ای : به اصول دستگاه جوش مقاومتی نقطه ای در مقدمه و کلیات این بخش اشاره شده است و از تکرار آن اجتناب می شود .این دستگاهها با جریان یک فاز یا سه فاز و یا از طریق انرژی ذخیره شده (خازن ) تغذیه می شوند .برای کنترل شدت جریان و تنظیم آن با فشار الکترود و زمان ، تدابیر مختلفی در مدار الکتریکی سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور در نظر گرفته می شود تا اولاً کنترل شدت جریان معین آسان باشد و ثانیاً افزایششدت جریان و کاهش آن با هر عمل جوش نقطه ای بطور تدریجی انجام گیرد .

بدیهی است هماهنگی زمان عبور جریان الکتریکی و فشار وارد بر الکترود نیر حائز اهمیت بوده و باید در نظر گرفته شود ، بدینجهت اغلب سوئیچ (کلید) قطع و وصل جریان الکتریکی با پدال یا دریچه هوای فشرده ارتباط دارد .

در دستگاههای اتوماتیک بویژه برای جوش قطعات با ضخامت زیاد یا مقاومت الکتریکی کم نکات دیگری نیز پیش بینی می شود که از ذکر جزئیات آنها خودداری می شود .

نکات مهم در تکنیک جوشکاری نقطه ای : نکاتی را در عملیات جوشکاری مقاومتی نقطه ای باید در نظر داشت که اهم آنها عبارتند از : الف ) تمیزی سطوح تماس : سطح کار و سطح الکترودها باید همواره تمیز نگهداشته شوند .

گرد و غبار روی فلزات در اثر ایجاد حوزه مغناطیسی ضمن کار به اطراف محل جوش متمرکز شده و ممکن است در سطح مشترک دو ورق یا سطح تماس الکترودها و کار قرار گیرند ، گرد و غبار و ناخالصی های دیگر اولاً باعث بالا بردن مقدار مقاومت تماسی و اتلاف انرژی می شوند و ثانیاً در فصل مشترک دو ورق وارد مذاب شده و خواص دکمه جوش را کاهش می دهند.

تمیز کردن نوک الکترودها باید با کاغذ سمباده ظریف یا پارچه و بادقت انجام می شود تا از تلفات نوک الکترود بصورت براده جلوگیری شود .

اگر الکترودها به وسیله سیستم سرد کننده آبگرد خنک می شوند باید توجه شود که آب از اطراف الکترود به خارج نفوذ نکند .

در مورد فلزاتی که ایجاد لایه اکسیدی دیر گداز می کنند (نظیر آلومینیم ، تیتانیم) لازم است علاوه بر تمیز کردن سطح کار ، اکسیدهای سطحی نیز توسط محلول های اسیدی مخصوص حذف شده و بدیهی است که آثار محلول یا اسید نیز باید از روی کار کاملاً تمیز شود تا از تشدید عمل خوردگی در این سطوح جلوگیری شود .

ب : تنظیم کردن ماشین و محل جوش بر روی کار : میزان کردن محل جوش بر روی کار توسط جوشکاری یا بطورخودکار با ماشین انجام می گیرد .

اگر قرار است این عمل توسط کارگر انجام گیرد باید حتی الامکان از الکترود ثایت استفاده شود ، ولی معمولاًدر تولیدهای سری و انبوهه تنظیم محل جوش بر روی کار توسط ماشین انجام می گیرد .

یکی از متداولترین روش برای تنظیم کردن دستگاه جوش انجام چند نمونه جوش نقطه ای بر روی دو ورقه قراضه با مشخصات شبیه قطعه کار (جنس و ضخامت ) می باشد .

پس از انجام جوشهای نمونه بر روی این ورقها آنها را از یکدیگر جدا یا پاره کرده و محل جوش را مطالعه می کنند .

اگر شدت جریان کافی نباشد دکمه جوش به راحتی از ورقها جدا شده واثر چندانی بر روی ورق باقی نمی ماند .

شدت جریان خیلی زیاد باعث نفوذ دکمه جوش تا سطح کار می شود که در این حالت نیز استحکام جوش ایده آل نخواهد بود.

اصولاً عمق نفوذ دکمه جوش نباید از 60 درصد ضخامت ورق بیشتر باشد .

البته عدم تنظیم صحیح زمان نیز منجر به اثر گذاشتن جوش در سطح کار می شود و چنانچه جریان الکتریکی قبل از فشرده شدن کامل ورق ها عبور کند تقریباً جرقه ای در سطح تماس الکترود و کار ایجاد می شود .

آزمایش جوش را از طریق استانداردهایی نیز می توان انجام داد .

از جمله دو قطعه به پهنای 5/7 سانتی متر و طول 10 سانتیمتر بریده و لبه های آنها را به اندازه 5/2 سانتیمتر بر روی هم سوار کرده و سه نقطه جوش در مرکز مربع های مبانی ایجاد می کنند .

سپس جوش اول را که جریان الکتریکی فقط از آن عبور کرده ودارای شرایط متفاوتی با آنچه است که در عمل اتفاق می افتد جدا کرده و جوشهای دوم و سوم را به صورت نواری به پهنای 5/2 سانتی متر و طول 5/17 سانتیمتر جدا کرده و تحت آزمایش کشش قرار می دهند نیروی لازم برای پاره کردن جوش محاسبه شده و با جداول مخصوص که نشان دهنده استاندارد مشخصات فنی جوش است مقایسه می شود .از جداول عملی نظیز جداول (1201) تا (1401) بعنوان راهنما نیز برای انتخاب و تنظیم شرایط کار ، اندازه الکترود و پارامترهای دیگر مورد استفاده قرار می گیرند .

ج : ظاهر جوش : معمولاً ظاهر جوش شامل یک فرو رفتگی و یک حلقه رنگی حرارتی در اطراف تماس الکترود و کار می باشد .

در مواردی که سطح کار باید بسیار تمیز باشد فرورفتگی ها محل جوش نقطه ای را می توان از طریق استفاده الکترود مسطح نوع c و مخروط ناقص نوع E کاهش داد .

واضح است که الکترود مسطح را در طرفی که نیاز به تمیزی فوق العاده است قرار می دهند .

استفاده از یک الکترود مسطح و یک الکترود مخروط ناقص در جوشکاری ورق های نازک به کلفت نیز مفید است ، در این شرایط الکترود مسطح بر روی نازک قرار می گیرند .

در حالت های معمولی جوشکاری مقاومتی نقطه ای فاصله جوش ها نباید از میزان معینی کمتر باشد چون مدار بسته ای با جوش مجاور ایجاد کرده و جریان الکتریکی به اندازه کافی از موضع جوش در بین الکترودها نمی گذارد .

6 ) اصلاحات و بهسازی در روش جوشکاری مقاومتی نقطه ای : بنابه نیاز و شرایط کار ، بهسازی و تغییراتی در نحوه جوشکاری نقطه ای ساده بعمل آمده است که به چند نمونه آن در زیر اشاره می شود : الف : جوش با الکترودهای چند تایی Multiple _ Electrode : همانطور که از نام آن استنباط می شود در این فرآیند از چندین الکترود استفاده می شود و همزمان چندین جوش نقطه ای بر روی کار انجام می گیرد .

در این فرآیند از دو نوع طح برای تأمین انرژی استفاده می شود .

مستقیم (موازی ) و غیر مستقیم (سری) .در سیستم مستقیم از یک ترانسفورماتور استفاده می شود که مدار ثانویه بصورت های مختلف مطابق می تواند چندین جوش را همزمان انجام دهد .

در سیستم سری از تعدادی ترانسفورماتور استفاده می شود که با طرح های مختلف می تواند همزمان چندین نقطه جوش را بر روی کار بوجود آورد .

مزیت روش دوم آنست که می توان ولتاژ بالئی را در موضع جوش بوجود آورد و یا برای ایجاد ولتاژ معین از ترانسفورماتور های کوچکتری استفاده کرد .

اما در مقابل باید شرایط ترانسفورماتورها و مقاومت ها در الکترودها و کیفیت سطوح کاملاً یکسان باشد تا خواص جوشهایی که همزمان ایجاد شده مشابه باشد .

ب : جوش دکمه ای یا دیسکی Button or disc welding : در جوشکاری ورق های سنگین کلفت به فشار و انرژی الکتریکی زیادی نیاز است ، با ستقرار قطعات کوچک فلزی بین سطح مشترک ورق ها ، عبور جریان الکتریکی را موضعی تر کرده و سطح تماس را کاهش می دهند و با ذوب این دکمه ها دو ورق با انرژی الکتریکی و فشار کمتری بهم دیگر متصل می شوند .

ج : جوش “پل واره” Bridge welding : ورق های اضافی برای بالا بردن استحکام اتصال دو قطعه استفاده می شود .

د : “ له کردنی ” Mash welding : این روش در تولید شبکه های سیمی نظیر سبد یا محافظ های توری لامپ های مختلف یا اسکلت مفتولی برای بتونهای مسلح و یا سیم ورق نظیر چرخهای بعضی از انواع اتومبیل بمیزان فراوان بکار گرفته می شود .

سیم ها با طرح لازم بر روی فک ها با الکترودیی که به صورت مسلح با شکاف های پیش بینی شده قرار می گیرند و با یک فشار و پائین آوردن الکترود جریان الکتریکی از محل تماس سیمهای رویهم قرار داده شده عبور کرده و بر اساس جوش مقاومتی ذوب موضعی در این محلها بوجود آمده و پس از پایان عبور جریان الکتریکی عمل اتصال انجام می گیرد .

ح : فرآیند جوشکاری “ کوک” Stich welding : یکی از الکترودها در این فرآیند بنحوی طرح شده است که توسط سیستم کنترل شده ای حرکت متناوب رفت و برگشتی (بالا و پائینی) دراد و همزمان با این حرکت صفحه کار نیز شبیه پارچه در زی چرخ خیاطی حرکت انتقالی افقی می کند .

بدین ترتیب یک سری جوش نقطه ای بطور متوالی با فاصله معین بین ورق ها ایجاد می شود که شبیه بخیه های دوخته شده در زیر چرخ خیاطی است .

می توان فاصله نقطه جوش ها را آنچنان کاهش داد تا دکمه های جوش کمی بر روی هم سوار شوند .

در این حالت به شدت جریانی بیش از حد عادی نیاز است چون مقداری از جریان الکتریکی از جوش مجاور عبور می کند .

و : جوش “ پیش طرحی” Projection welding : اصول کلی این روش شبیه جوشکاری نقطه مقاومتی است .

ورق ها قبلاً تغییر فرم مناسبی داده می شوند .

بطورکلی محلهای جوش شامل برجستگی های لازم است و هنگامیکه دو ورق در زیر الکترود (که می تواند شبیه فکهای پرسکاری دارای فرمهای خاصی باشد ) قرار گرفت و فشار و جریان الکتریکی لازم در الکترود اعمال شد جریان الکتریکی از محلهای تماس یا موضع های بر آمده عبور کرده و مطابق با اصول کلی جوشکاری مقاومتی در این نقاط ذوب موضعی ایجاد و سپس دو قطعه بیکدیگر متصل می شوند .

تفاوت کلی این فرآیند همانطور که اشاره شد در شکل الکترودها است که شبیه فکهای پرس می باشد .

همچنین فشار و شدت جریان بالاتر است .

بدین ترتیب در یک سیکل عملیات چندین نقطه جوش داده می شوند .

یکی از نکات حساس و مهم در این فر آیند جنس الکترود ها است که اولاً باید دارای ضریب هدایت الکتریکی و حرارتی کم و ثانیاً مقاومت و سختی خوب و درجه حرارت انیل شدن بالا باشند که قبلاً نیز به آنها اشاره شده است .

از طرف دیگر سطوح این فکها باید کاملاً موازی باشند و به دلیل وسعت سطح آنها تا موازی بودن آنها موجب تغییرات در میزان فشار شده و درنتیجه چگالی جریان الکتریکی در نقاط تماس مختلف یکسان نخواهد شد .

و در بعضی نقاط جوش ناقص و در برخی نقاط دیگر ممکن است جوش کامل باشد .

بدیهی این روش نیز برای مصارفی که میزان تولید زیاد است بسیار مناسب و اقتصادی است .

جوشکاری مقاومتی “ غلطکی ” یا نواری Seam welding : این فرآیند نیز تقریباً نوع تکمیل شده فرآیند جوشکاری مقاومتی نقطه ای می باشد و برای جوشکاری اشکال استوانه ای و بشکه ای و لبه های بر روی هم مناسب است .

برای اتصال کافی است که لبه های بر روی هم ورق ها در زیر غلطک های دستگاه گذاشته شود تا عملیات جوش انجام گیرد .

دو غلطک ورق کار را در میان خوفشار داده و جریان از داخل غلطکها عبور کرده و بطور متناوب قطع و وصل می شود که زمان قطع و وصل قابل تنظیم است و می تواند تا 50/1 ثانیه یا یک سیکل جریان متناوب HZ 50 تقلیل یابد .

با قطع و وصل جریان الکتریکی و حرکت متناوب یا دائم قطعه کار بین غلطک ها دکمه های جوش به طور متوالی بین سطح مشترک دو ورق بوجود می آید .

همانطور که در جوش “ کوک” اشاره شد دکمه های جوش در اینجا نیز می توانند از همدیگر فاصله داشته و یا بر روی یکدیگر سوار شوند.